基于解剖学信息源建模定量评估癫痫患者MEG和EEG中小脑信号的可检测性

小脑日益被认为是癫痫相关大规模脑网络的关键组成部分，然而其在无创记录中的电生理表征仍然有限。此局限性源于小脑的深部位置、复杂折叠和不利的源方向，这给常规脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）带来挑战。在此，我们使用基于解剖学信息的源建模在群体水平上定量表征了不同模态和传感器配置下的小脑信号可检测性。我们分析了来自接受术前评估的癫痫患者大队列（n = 54）的临床MEG和EEG记录，这些患者选自更大的连续临床人群。利用常规临床MRI生成的受试者特定解剖模型构建了小脑和大脑源空间，使个体间的正向建模保持一致。在个体源位置估计信噪比（SNR），并在区域水平进行总结。除了临床超导量子干涉器件（SQUID）-MEG和EEG，还通过模拟评估了多种头皮上光泵磁力计（OPM）配置，包括与临床传感器几何结构匹配的布局和针对后颅窝覆盖优化的布局。系统研究了源方向、源到传感器距离和头围对SNR的影响。在常规临床记录中，小脑SNR始终低于浅表皮层参考水平，证实了使用标准SQUID-MEG和EEG检测小脑活动存在挑战。通过将OPM放置在SQUID等效位置（即，将SQUID传感器位置投影到头皮）来减少源到传感器的距离，并未改善小脑SNR，表明仅靠近距离不足以更好地检测深部源。相反，针对小脑优化的OPM布局在后部小脑区域产生了显著的SNR增益。源方向的影响导致了OPM和EEG（在相同传感器/电极覆盖下）之间的SNR差异，但次于深度和几何相关的约束。中介分析进一步表明，相对传感器距离显著中介了OPM在后部小脑区域的优势，特别是在头围较小的个体中。这些发现表明，小脑信号的可检测性主要受解剖深度和几何结构控制，而非仅仅传感器距离。通过将基于解剖学信息的源建模与灵活的、区域特定的传感器布局相结合，这项工作为评估和改善MEG和EEG对小脑活动的敏感性提供了一个原则性框架，其意义超越癫痫，扩展到深部和高折叠脑结构的无创映射。